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摘 要：本文分析了纯线上教学及线下实验教学中存在的问题，结合教学改革实践，基于自建的在线学习系统构建了 C 语言程序设计实验的线上线下混合式教学模式，阐述了在线学习系统的功能和特点，对在线学习系统的运行情况进行了问卷调查，数据分析结果显示实施效果较好，可为程序设计语言类课程的教学改革提供一定参考。
关键词：混合式教学；C 语言；实验教学；教学改革；教学实践
本文引用格式：王淦，王金才，张振楠，等 . 混合式教学在《C 语言程序设计》实验课中的改革与实践 [J]. 教育现代化 ,2021,8(36):116-118,136.
Reform and Practice of Blended Teaching on C Programming Language ExperimentsWAnG Gan, WAnG Jincai, ZHAnG Zhennan, LIU Guihua(School of Basic Medical Sciences, Weifang Medical University, Weifang Shandong)
Abstract: This paper analyzes the problems existing in pure online teaching and offline experimental teaching, combined with teaching reform practice, constructs the online and offline blended teaching mode of C language programming experiments based on self built online learning system, and introduces functions and characteristics of the online learning system. Finally, data collection and questionnaire survey are carried out on the operation of online learning system, and the results show that the effect is good. Our conclusion provides some reference for the teaching reform of programming language courses.
Keywords: blended teaching; the C programming language; experimental teaching; teaching reform; teaching practice
一 引言
2020 年初，突如其来的新冠肺炎疫情打乱了各高校的春季教学计划。教育部要求“积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动，保证疫情防控期间教学进度和教学质量 [1]。”广大高校师生克服困难，积极开展线上教学，“停课不停教、停课不停学”。疫情期间，线上教学发挥了不可替代的、积极的作用，保证了教学任务的正常进行。但与此同时，纯线上教学也暴露出了一些劣势和不足，如师生无法进行有效互动、学生之间缺少交流和讨论、学生难以保证学习质量、教师无法有效对学生的学习效果进行监控等。
混合式教学是在信息化和网络化教学背景下产生的一种新型教学模式。混合式教学不只是在线教学与传统线下课堂教学的简单叠加，而是希望通过二者的有机融合，既能发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性，继而促进学生的个性化学习与发展 [2]。混合学习形式上是在线学习与面对面学习的混合，但其更深层次是包括了基于不同教学理论的教学模式的混合，教师主导活动和学生主体参与的混合，课堂教学与在线学习不同学习环境的混合，不同教学媒体的混合，课堂讲授与虚拟教室或虚拟社区的混合等 [3]。
因此，混合式教学既能发挥线下课堂教学的优势，弥补纯线上教学的不足，又能充分借助信息技术和网络技术，提升教学的效果和质量。
二 C 语言程序设计实验教学中存在的问题
随着计算机技术日益深度融入各学科和社会各行业，程序设计已经成为各高校的必修或选修课程，对一些理工类专业学生来说，程序设计语言更是必须要学习和掌握的。《C 语言程序设计》是本校生物医学工程专业的专业必修课，也是后续《数据结构》等课程的基础， 在整个专业人才培养方案中是非常重要的一门课程。
对编程语言的教学来说，实验课是重要的环节， 从某种程度上来说，其重要性甚至要超过理论课。编程语言的学习是一个熟能生巧的过程，只有亲自动手，通过大量的编程训练才能逐步掌握一门编程语言。本校《C 语言程序设计》课程的理论学时与实验学时比例设定为 1:1.5，目的就是要鼓励学生多动手编程，提升编程能力。但在教学实践中我们也发现了一些比较突出的问题，主要有以下几点：
（1）缺少监督，学习效率低、效果差。《C 语言程序设计》这门课的实验是任务驱动式，即要求学生自主完成相应的实验任务，教师辅之以必要的指导。传统的作业收发主要是通过电子教室系统、QQ 群或者电子邮箱等方式，教师很难对所有学生的所有作业进行有效统计和监控，学生也不能及时准确地看到自己上交作业的记录和教师的反馈等信息，容易产生侥幸和懒惰心理。在实验课上，部分学生存在上网找答案，抄袭其他同学作业的情况，甚至有些学生只从中选做一部分容易的题目，对于较难的题目干脆置之不理，导致课堂利用率低，实验效果差，达不到教学目的。
（2）缺少反馈和互动机制。由于学生的熟练程度不同、练习进度不统一，因此教师不便于在实验课上对实验内容进行统一讲解或演示，只能采用个别指导的方式。此外，必须要等到每次实验结束后才能收集到学生上交的作业文件，对一些普遍和共性的问题只能留到下一次课上进行讲解。这种方式存在比较明显的缺点：一是中间有一周的间隔，学生不能及时得到解答，而且容易产生遗忘；二是会占用本就比较紧张的课堂时间。经过实践发现这种方式效果并不好。
（3）难以建立丰富的教学资源库。对《C 语言程序设计》课程教学来说，除教材外，还需要给学生提供大量的教学资源，例如相应软件的下载及安装配置说明、讲义、课件、代码、案例、视频、参考资料等。这些资源一是数量和存储容量都比较庞大，二是可能会不断更新，很难全面、及时地提供给学生。
三 C 语言程序设计实验课混合式教学模式的构建
（一） 混合式教学模式的构建
《C 语言程序设计》教学实践证明，理论课宜采取线下课堂讲授为主的方式。因为对于一些重难点的知识，需要教师在课堂上根据学生的实际情况适当调整讲解的进度和速度，有时甚至需要从多个角度或结合多个实例反复讲解直至学生掌握为止，这恰好是线上教学所不能的。对实验课来说，即使学生都有个人计算机可以随时随地自主练习，但统一时间统一地点的实验课练习仍是必不可少的。但如前所述，传统的线下实验课堂也存在一些难以解决的问题。为此，我们基于自建的在线学习系统构建了线上线下混合的 C 语言程序设计实验教学模式： 线下部分以实验课学生自主完成实验任务为主，发挥学生学习的自主性和能动性，提升学生分析问题和解决问题的能力；线上部分则充分发挥在线学习系统的作用，学生通过在线学习系统进行学习。整个过程分为课前、课中和课后三个阶段。
课前：教师提前把本次实验任务的内容和要求发布在在线学习系统中，学生可在课前预习实验内容，也可结合线上教学资源对重难点理论知识点进行复习和巩固。
课中：以固定时间和地点的线下实验室学生自主完成实验任务为主，教师不讲解或演示具体的实验步骤，鼓励学生自己设计实验步骤并实施，鼓励学生之间互相讨论解决问题，对确有困难的学生， 教师适时适当进行个别指导。
课后：学生完成作业后通过在线学习系统提交（当堂完成或适当延后几天），教师在系统后台对学生提交的作业进行查看、打分、回复、发布题目解析文本或演示视频等，学生可在提交作业时附加提出问题，教师做到及时解答。
（二） 在线学习系统的主要功能和特点
（1）本在线学习系统是从实际需求出发，量身定制，自主开发的，具备高度可修改性。这就保证了系统完全符合预期目标，避免了使用一些现有系统可能导致的在功能、流程、使用习惯等方面的矛盾和冲突，在运行过程中可及时解决系统出现的问题，并可根据实际情况完善或扩展相关功能。
（2）延展了实验课的时间和空间。由于实验任务通过在线系统发布和收集，不再受限于实验课的时间和空间，学生课上未完成的作业可根据自己的时间灵活安排在课后完成，一般可后延 3-4 天，学生完成后可随时随地提交到系统中，但超期未提交则视为未完成此次作业。这就有效防止学生以下课时间到为由将完成质量不高甚至根本未完成的作业仓促上交， 既保证了练习时间和空间的灵活性又存在一定的时间限制，可以说是灵活性与限制性并存 [4]。
（3）将监督、反馈和互动机制转移到线上。学生通过在线学习系统提交作业后，教师可在系统后台对学生提交的作业进行查看、打分、回复和统计等操作，也可发布示例程序、重难点的文本解析或演示视频。学生登录系统后可以看到每次提交作业的作业编号、文件名、提交时间和教师回复等信息， 这在一定程度上对学生起到了监督和督促的作用。学生提交作业时，可附加提出疑问或意见建议，教师在后台进行回复，此环节贯穿学习全过程，不仅有利于学生及时获得解答，改善学习效果，还有利于加强师生之间的互动和交流，教师也可根据学生的反馈及时调整教学过程 [5]。
（4）本系统同时也作为课程的教学资源平台。除了作业管理功能外，教师可发布相关的软件、教案、讲义、课件、视频、源代码、工程案例、参考资料和业界前沿动态等，建设成为本课程的教学资源库， 形成对课堂教学内容的有效补充和拓展 [6]。
（5）本 系 统 采 用 当 前 广 泛 应 用 的 LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）作为开发和部署环境， 并接入互联网，实现了 7×24 小时不间断在线运行。系统的功能和结构如图 1 所示：
（6）我们将持续改进和完善在线学习系统，下一步计划增加练习和测试模块，将一些理论性较强的知识点组织为选择题、判断题和填空题等客观题的形式发布在系统中，学生可课下自行练习和学习， 教师可通过系统进行课堂随堂测验，也可组织阶段性测试，并从中随机选取几次成绩作为学生形成性成绩计入期末总成绩，加强形成性评价 [7]。
四 应用情况与效果分析
在线学习系统自 2016 年开始在生物医学工程专业的《C 语言程序设计》课程中部署应用，至今已经连续运行了 5 年（每年 1 轮次，共 5 轮次），参与学生总计 200 余人。近 2 年系统运行的数据统计汇总见表 1 [8]。
为检验在线学习系统的实际效果，对近几年使用本系统的学生进行了问卷调查，共收集有效问卷71 份。分析结果如下：有 65% 的学生之前曾经使用过类似的在线学习系统，96% 的学生能够方便地上网，这说明在教学中应用在线学习系统是可行的， 不会给学生带来额外的负担。对系统的整体评价方面，96% 的评价是“非常好”和“好”，只有 4% 的评价是“一般”，没有“差”和“很差”的评价，说明学生对本系统评价和认可度较高。在“本系统能够有效督促同学完成作业”方面，50% 的学生认为“非常有用”，47% 的学生认为“有用”，只有 3% 的学生认为“作用很小”。
97% 的学生倾向于选择在线系统提交作业而不是传统纸质作业本，并且有 82% 的学生希望在其他课程中也能推广在线学习系统，这反映出绝大多数学生非常认同通过在线系统的方式提交和管理作业，并且认为确实能够起到督促的作用。另外，有 97% 的学生认为本系统能够提高教学效果、有助于课后复习和知识巩固，这说明除了作业管理功能之外，学生对于本系统其它功能也比较认可。学生提出的意见和建议主要有：希望上传每次作业的完整参考答案、进一步丰富和完善教学资源库的内容、加强师生互动交流和页面不够美观。
通过对调查问卷分析结果进行总结，我们认为， 在线学习系统较好实现了预期目标，得到了学生的认可和好评，能够起到提高教学效果、有效督促学生完成作业的作用，并有助于学生课后复习和知识巩固。
五 结语
从实际需求出发，自主开发建设了在线学习系统，与传统的线下实验课堂有机融合，构建了《C 语言程序设计》实验课线上线下混合式教学模式，并在实际教学中连续应用了 5 年，调查结果显示基于自建在线学习系统的线上线下混合式教学能够有效提高教师的教学效果和改善学生的学习效果。
下一步，我们将根据学生反馈的意见建议不断完善在线学习系统，加强与线下传统课堂教学的深度融合，并计划将此教学模式推广到其它编程语言的教学中。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部 . 关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见 [eB/OL].
[2]谢鹏寿, 冯涛, 杜谨泽, 等. 计算机组成原理混合式教学改革[J]. 计算机教育 ,2019(12):157-161.
[3]李克东 , 赵建华 . 混合学习的原理与应用模式 [J]. 电化教育研究 ,2004(07):1-6.
[4]武亮亮 . 高校混合式教学的实践及其特征探析 [J]. 教育现代化 ,2020,7(12):104-106.
[5]黄慧 .《数据库原理与应用》在线课程教学模式研究 [J]. 科技视界 ,2018(23):166-168.
[6]龙慧 , 唐娟 , 唐丽萍 . 基于互联网 + 网络平台的 C 语言课程教学改革与实践 [J]. 中国现代教育装备 ,2020(21):53-55+58.
[7]罗西 . 嵌入式操作系统课程在线教学方式探究 [J]. 软件工程 ,2021,24(01):54-56.
[8]常冰梅 , 赵虹 , 王玉瑶 , 等 . 打造线上线下混合式“金课”—— 医学生物化学与分子生物学在线精品课程建设的探索与实践[J]. 生命的化学 ,2020,40(11):2102-2108.
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